CN101341639B - 一种制造支柱绝缘子的方法以及支柱绝缘子 - Google Patents

Abstract

一种用于制造支柱绝缘子的方法，包括如下步骤：将芯(7)引入绝缘的刚性材料管(1)，同时留下隔开所述芯和所述管的内壁的小的环绕空间。然后在过压下将粘合剂引入管的内部，并在维持管内部的过压的同时固化。

Description

一种制造支柱绝缘子的方法以及支柱绝缘子

技术领域和背景技术

本发明涉及一种制造支柱绝缘子的方法。

本发明涉及用于隔开通常为高电位和接地电位的两个电位的任意尺寸的这种支柱绝缘子。它们可用作用于传输电能的工厂换流站中的开关设备中的所谓电站支柱绝缘子，例如用于HVDC(高压直流)工厂的电站中的换流器中对地的隔开阀。另一个可能的应用是用于乘载架空高压电缆。

这样的支柱绝缘子的典型尺寸是长度即高度为6～8m，直径为25～40cm，但是任意的其它尺寸也是可能的。

所涉及的电压即电位差例如为800kV，但是显著不同的电压也是可能的。该电压可以是交流电压或直流电压。

本发明涉及包括绝缘的刚性材料管的这样的支柱绝缘子，该绝缘的刚性材料管填充有绝缘材料芯如泡沫塑料。虽然圆形的横截面是最常见的，但是该管可具有圆形以外的其它横截面，如正方形。管也可具有变化的横截面，例如是圆锥形的。本发明尤其涉及所谓的复合绝缘子，即其具有复合材料管。

在这类支柱绝缘子中，重要的是在由此隔开的电位之间没有短路发生，这是该管的内部体积填充有绝缘材料芯的原因。

US 2004/0251385A1显示如何用泡沫塑料填充这类支柱绝缘子以防止出现短路。

然而，在这类已知的支柱绝缘子中，存在由于湿气渗入支柱内部而导致的通过支柱绝缘子发生短路的不可忽略的风险。其原因是难以用所述芯填充管的整个内部体积并且随时间流逝维持全部填充。而且，在芯中也可能产生裂缝。因此，湿气可以引入到芯和管之间形成的空间中并进入芯的内部，引起通过支柱绝缘子的短路。

发明内容

本发明的目的是提供制造上述类型的支柱绝缘子的方法以及降低短路风险的支柱绝缘子。

通过提供制造支柱绝缘子的方法可实现本发明的该目的，所述方法包括以下步骤：

-将绝缘材料芯引入绝缘的刚性材料管中，以在留下隔开所述芯和所述管内壁的小的环绕空间的同时，基本上占据管的整个内部体积，

-在该管的两个端部处封闭该管，

-通过在所述端部之一中的第一开口将粘合剂引入该管中，同时在该管的相反端部设置第二开口，用于在引入所述粘合剂时允许空气从管的内部逸出，

-当不再有空气从第二开口中出来时，封闭所述第二开口，

-在过压下继续将粘合剂引入该管中，直至将更多粘合剂引入该管中所施加的压力超过预定水平，

-封闭所述第一开口，和

-在维持管内部的过压的同时固化该粘合剂。

通过有意地产生隔开芯和管内壁的空间，并在管内部产生过压的同时用粘合剂填充该空间，可确保完全填充管的内部体积，在粘合剂固化之后也是如此。由于在过压下固化该粘合剂，确保了芯和管之间可靠的结合。这表示实现了对该材料的可能收缩的补偿，这是由于压力将保留在粘合剂结合中，在固化之后也是如此。因此，得到了没有引入湿气风险的均匀的单元。

根据本发明的一个实施方案，将轻的、可弹性压缩材料的芯引入管中。这表示粘合剂的过压将导致芯的压缩，使得当固化期间粘合剂收缩时，通过芯的“回弹”膨胀来维持过压。由此，芯优选由泡沫塑料如硬泡沫(例如PVC泡沫)或类似的材料制成。此处“硬”可解释为不排除材料的弹性。

根据本发明的另一个实施方案，将所述芯引入弹性材料的管中，该弹性材料管具有一定的厚度，使得所述管由于在达到所述预定水平的过压下向该管中引入粘合剂而膨胀。这表示管将由于在过压下引入粘合剂而弹性形变，并且当在粘合剂固化期间粘合剂收缩时，通过管的“回弹”作用维持过压。用于管的适合的刚性材料是纤维复合材料如环氧玻璃纤维复合材料。

根据本发明的另一个实施方案，在将该芯引入所述管中之前，用薄的线状构件以大螺旋角基本上螺旋地缠绕该芯，以通过所述线状构件作为间隔物来获得该芯和该管内壁之间的所述空间。所述线状构件缠绕该芯的这种方式确保了隔开芯和管内壁的环绕空间，而没有芯的任意部分贴靠管内壁的任何风险，由此防止粘合剂在该处引入芯和管之间并通过粘合剂结合来连接它们。然后，优选通过所述线状构件交叉缠绕所述芯得到该空间，使得一旦将芯引入所述管中，所述线状构件将通过其交叉点贴靠管的内壁。

所述线状构件的适合材料是玻璃纤维，但是可以使用能够形成间隔物元件的任意绝缘材料。

根据本发明的另一个实施方案，所述芯以多个细长部分的形式引入管中，所述多个细长部分的每一个的横截面基本上对应于管的内部体积的横截面。这使得更易于处理芯，尤其是当管具有相当的长度时，并且也防止在芯中可能的裂缝传播穿过整个芯。

根据本发明的另一个实施方案，将间隔物引入后续的这样的芯部分之间，以在其间得到待用粘合剂填充的距离。这表示具有过压的粘合剂也将填充相邻芯部分之间的这些空间，将它们彼此结合，这在连接相邻芯部分的粘合剂结合中引起压应力。优选在后续的所述芯部分之间引入薄网状的间隔物。该网可以是与缠绕该芯的所述线状构件相同的材料。

根据本发明的另一个实施方案，引入该管中的是双组分粘合剂，如环氧粘合剂或乙烯基酯粘合剂。然而，也可以使用除双组分粘合剂以外的粘合剂。

根据本发明的另一个实施方案，所述预定水平的压力对应于超过1巴优选超过3巴的过压。已经发现该范围内的过压将导致上述优点。

根据本发明的另一个实施方案，所述管保持倾斜，并且至少在第二开口打开时的将粘合剂引入管中的第一步期间，所述第一开口处于比第二开口更低的水平高度上，并且管的纵向伸长方向与水平面所成的角度超过30°，优选为约45°。当将粘合剂引入该管时，粘合剂必须以此方式克服重力，使得在通过所述第二开口将空气挤出管的同时，粘合剂将有效地填充管内部的每个空间。

本发明也涉及支柱绝缘子，其包括由绝缘材料芯占据的绝缘刚性材料的管，其特征在于所述芯占据所述管基本上全部的体积，并留下隔开芯和管内壁的小的环绕空间，并且所述环绕空间填充有粘合剂，该粘合剂在固化之后在管和芯上施加压力。根据本发明方法的上述讨论，可发现这样的支柱绝缘子的优点。

根据本发明的一个实施方案，所述芯由多个细长的芯部分制成，所述多个细长的芯部分的每一个的横截面基本上对应于管的内部体积的横截面并且通过由粘合剂填充的空间相互隔开，该粘合剂施加压力在相邻的芯部分上以趋于把它们挤压分开。

根据本发明的仍另一个实施方案，所述芯由泡沫塑料制成。

通过以下描述可见其它的优点以及有利特征。

附图说明

参考以下附图，随后具体描述本发明的一个实施方案作为一个实例。附图中：

图1是说明根据本发明的支柱绝缘子的局部截面图，

图2是说明根据图1的支柱绝缘子的相邻芯部分和管内壁如何相邻布置的放大截面图，

图3是说明根据本发明用于制造支柱绝缘子的方法的步骤的示意图，和

图4是直立在地上的根据本发明的支柱绝缘子的立体图。

本发明的一个实施方案的详述

图1示意地显示根据本发明的支柱绝缘子。其由纤维复合材料如环氧玻璃纤维复合材料的管1制成，其在此具有约6米的长度和31cm的内径与33cm的外径。管1具有硅橡胶环2的外形。管的每个端部具有粘合至管端部的铝法兰3、4。管的每个端部具有外径为约46cm并且封闭管的内部体积的法兰盖5、6。

管的内部体积由绝缘材料如泡沫塑料的芯7占据。

现在将参考所有附图，描述支柱绝缘子的具体结构，同时说明用于制造该支柱绝缘子的方法。在该制造工艺中，法兰盖之一如法兰盖6初始未放置在其位置处，使得能够将芯引入管的内部体积中。该芯由每个长度为约1m的多个部分7a、7b、7c制成。这些部分的横截面的直径略微小于管的内径，如直径小于管的内径2mm。在将芯部分引入管中之前，将例如为玻璃纤维的薄的线状构件8基本上螺旋地缠绕在每个芯部分。这可以利用大的螺旋角来实施，得到例如20cm的节距。然后，线状构件可交叉缠绕该芯，使得一旦将该芯引入管中，该线状构件将通过其交叉点9贴靠管的内壁。因此，线状构件8形成间隔物以确保小的环绕空间将隔开芯和管的内壁10。将薄网状的另外的间隔物11施加在每个芯部分的端部上，用于获得如图2所示的后续的所述芯部分之间的间隔。

当芯部分放置于适当位置时，法兰盖6通过螺栓连接到法兰4，用于将粘合剂供给到管内部的设备21连接至所述法兰盖中的第一开口12。该管然后相对于水平面倾斜，与水平面成约45°的角。法兰盖5具有至管内部的第二开口13。现在通过所述第一开口12将粘合剂如双组分粘合剂引入管中，同时在引入所述粘合剂时允许空气通过在更高水平高度上的所述第二开口13逸出所述管的内部。图3示出了两个开口如何偏心地布置在各自的法兰盖中，使得在根据图3的位置中，第一开口12布置为接近于法兰盖6的最低点，而第二开口13位于接近于法兰盖5的最高点。

当用粘合剂填充这些空间时，存在于芯部分和管壁之间的空间中以及芯部分之间的空间中的空气将以这种方式通过第二开口13从管中压出。然后，当不再有空气而是仅有粘合剂从第二开口中出来时，封闭第二开口。

然后在过压下继续将粘合剂引入到管中直至用于将更多粘合剂引入该管中所施加的压力超过预定水平，这可对应于3.5巴的过压。然后移除器件21和第一开口12之间的连接，并且通过将塞子旋进该开口的内螺纹来封闭该第一开口12。然后，该粘合剂将在维持管内部的过压的同时固化。

由于芯部分和管都将由于过压而弹性变形，所以通过在过压下将粘合剂引入管中，得到了对于芯和管材料的可能收缩的全部补偿。那么，当粘合剂在其固化期间收缩时，通过芯部分和管的“回弹”膨胀维持该过压。因此，在粘合剂结合中将产生压应力，该压应力有利于其强度。

因此，获得材料彼此极好结合的均匀的单元。

而且，该方法得到该芯的完全包封，使得可选择芯材料从而获得成本有效的产品。

本发明当然无论如何不局限于如上所述的实施方案，而是对于本领域技术人员而言，不脱离如所附权利要求限定的本发明基本思想的很多可能的改变都是明显的。

Claims (23)

1.一种用于制造支柱绝缘子的方法，包括步骤：

-将绝缘材料芯(7)引入到绝缘刚性材料的管(1)中，以在留下隔开所述芯和所述管的内壁(10)的小的环绕空间的同时，占据所述管的基本上整个内部体积，

-在所述管的两个端部处封闭该管，

-通过在所述端部之一中的第一开口(12)将粘合剂引入所述管中，同时在所述管的相反端部处设置第二开口(13)，用于在引入所述粘合剂时允许空气从所述管的内部逸出，

-当不再有空气从所述第二开口中出来时，封闭所述第二开口，

-在过压下继续将粘合剂引入到所述管中，直至用于将更多粘合剂引入所述管中所施加的压力超过预定水平，

-封闭所述第一开口(12)，和

-在维持所述管内部的过压的同时，固化所述粘合剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：引入所述管中的所述芯(7)是固化的泡沫塑料的芯(7)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述固化的泡沫塑料的芯(7)是硬泡沫的芯(7)。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述固化的泡沫塑料的芯(7)是PVC泡沫的芯(7)。

5.根据之前权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于：将所述芯(7)引入到具有一定厚度的弹性材料的管(1)中，使得所述管(1)由于在达到所述预定水平的过压下向所述管(1)中引入粘合剂而膨胀。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：将所述芯(7)引入纤维复合材料的管(1)中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述纤维复合材料是环氧玻璃纤维复合材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在将所述芯引入所述管中之前，用薄的线状构件(8)基本上螺旋地缠绕所述芯(7)，以通过所述线状构件作为间隔物得到所述芯和所述管内壁之间的所述空间。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述线状构件(8)交叉缠绕所述芯(7)，使得一旦将所述芯引入到所述管中，所述线状构件将通过其交叉点(9)贴靠所述管的内壁。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述线状构件(8)由玻璃纤维制成。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述芯以多个细长部分(7a、7b、7c)的形式引入所述管(1)中，所述多个细长部分(7a、7b、7c)的每一个的横截面基本上对应于所述管的内部体积的横截面。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在后续的这样的芯部分(7a、7b、7c)之间引入间隔物(11)，以得到所述芯部分(7a、7b、7c)之间的待由粘合剂填充的空间。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：将网状间隔物(11)引入到后续的所述芯部分(7a、7b、7c)之间。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：引入所述管中的所述粘合剂是双组分粘合剂。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述双组分粘合剂是环氧粘合剂。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述双组分粘合剂是乙烯基酯粘合剂。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预定水平对应于超过1巴的过压。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预定水平对应于超过3巴的过压。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述管(1)保持倾斜，使得至少在所述第二开口(13)为开的将粘合剂引入到所述管中的第一步期间，所述第一开口(12)位于比第二开口(13)更低的水平高度上，并且使得所述管的纵向伸长方向与水平面成超过30°的角。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述角是45°的角。

21.一种支柱绝缘子，其包含由绝缘材料芯(7)占据的绝缘刚性材料的管(1)，其特征在于：在留下隔开所述芯和所述管内壁的小的环绕空间的同时，所述芯占据管的基本上全部体积，并且所述环绕空间填充有粘合剂，该粘合剂在固化之后在所述管和所述芯上施加压力。

22.根据权利要求21所述的支柱绝缘子，其特征在于：所述芯由多个细长的芯部分(7a、7b、7c)制成，所述多个细长的芯部分(7a、7b、7c)的每一个的横截面基本上对应于所述管的内部体积的横截面并且通过由粘合剂填充的空间相互隔开，所述粘合剂在相邻的芯部分上施加压力以趋于将它们挤压分开。

23.根据权利要求21或22所述的支柱绝缘子，其特征在于：所述芯(7)由泡沫塑料制成。

Images